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Octubre 2017 | Suelos

Uso de sustrato en frutales y hortalizas

El despegue del cultivo sin suelo en Chile

Rafael Elizondo, Ingeniero Agrónomo M.S. Asesor de hortalizas protegidas.

Ha tomado fuerza el cultivo en sustrato en Chile, sobre todo en fibra de coco. En producción de hortalizas, principalmente tomates; pero también en producción de semillas, por ejemplo, de pimentón; y en berries. Son varios los proyectos que ya llevan algunos años desde su implementación, en tanto que nuevos proyectos se van incorporando esta tecnología. Por lo general, cambiándose del cultivo en suelo al cultivo en sustrato, más que la emergencia nuevas explotaciones, por lo menos en el área de las hortalizas.

En el caso de las hortalizas de fruto, el cultivo en sustrato ha seguido creciendo en tanto en la zona de Arica como en la de Quillota. Partió primero en la producción de semillas de hortalizas, en la que es importante aislar el cultivo de enfermedades virales transmitidas por vectores que están en el suelo. En el caso de melón, hongos del género Olpidium transmiten el virus del cribado del melón (MNSV). En el caso de pimentón, es una medida preventiva ante la presencia de algunas virosis de importancia en el suelo, entre otras, el TMV (virus del mosaico del tabaco) o el ToMV (virus del mosaico del tomate). Pero, además, permite dirigir mucho mejor el equilibrio reproductivo/vegetativo.

La variabilidad química, biológica y física de los suelos se traduce en cambios en la fertilidad, retención de humedad y actividad biológica e influencian de manera importante el resultado productivo, sobre todo cuando se quiere llevar a las plantas a su desarrollo reproductivo, con baja carga de fruta, como en el caso de la producción de semillas. Cultivar en sustrato permite uniformar las características de retención de humedad, aporte de nutrientes y riego. Por otro lado, restringe el crecimiento radicular alcanzando un volumen más reducido, lo que en teoría puede conducir al cultivo, por medio del manejo de riego y nutrición, hacia donde el técnico prefiera y la planta necesite. Solo en teoría, porque si se eligen sustratos con alto volumen por planta, con alta capacidad de intercambio catiónico y alta retención de humedad puede resultar en crecimientos vigorosos que compliquen el manejo de estos cultivos.

SELECCIÓN DEL SUSTRATO Y CONSIDERACIONES DE MANEJO

Para determinar el volumen de sustrato por planta se deben considerar factores tales como las características del sistema radicular de la especie, demanda de agua de la zona, eficiencia del sistema de riego que se adquiera o se tenga, características del sustrato que se elija. A menor volumen de sustrato por planta se requiere equipos de riego y sistemas de control del riego más precisos.

El aumento de la frecuencia de riego diario, adaptado a la demanda de agua y al tamaño de la planta, es una de las mayores diferencias en el manejo de cultivo en sustrato respecto de lo que se hace en suelo. Estos tiempos de riego están condicionados por el volumen de sustrato y la precipitación del sistema de riego. La frecuencia durante el día dependerá del tamaño de la planta y la demanda de agua, que es variable durante el día, en días sucesivos y entre los meses del año.

En la producción para fresco permite en cultivos como la frutilla aumentar ostensiblemente la densidad de plantas por metro cuadrado, pudiendo ser 50 o 60% de mayor cantidad de plantas por metro cuadrado en comparación con lo que se hace en suelo; lo mismo para cultivos como el arándano.

En el caso de producción de tomates en invernadero, el objetivo no será aumentar densidad de plantación, sino más bien un incremento de producción y menor variabilidad en el tiempo. El uso de sustrato permite cultivar en suelos con limitantes físicas y químicas, enfermedades de difícil control, principalmente nematodos, evitar el cansancio de suelo, mayor control de nutrición y riego, mejor aprovechamiento de la superficie cubierta durante el año y mayor velocidad de reemplazo de cultivo.

El mejor aprovechamiento de la superficie está relacionado con que se elimina la variabilidad natural del suelo entre diferentes sectores de un predio agrícola. La rapidez de cambio entre un cultivo y otro es mayor en sistemas en sustrato porque se dispone del tiempo que se usaba para laboreo de suelo y fumigación química o biológica, aspecto muy relevante en el cultivo de hortalizas en ciclos cortos.

UNA DE LAS CLAVES ESTÁ EN EL CONTROL

Sin duda para implementar este sistema de producción, un aspecto básico tiene que ver con comprar sustrato de buena calidad, un sistema de riego e inyección de fertilizantes adaptado a pulsos de riego cortos y automatización de los sectores de riego. Sin embargo, uno de los aspectos más relevantes para el manejo del sistema en producción, es el control del mismo. La metodología más básica de control tiene que ver con el monitoreo diario del drenaje de los contenedores, así como del volumen aportado por los goteros. El porcentaje de drenaje se transforma en un dato básico para el control del riego y la medición de parámetros como la conductividad eléctrica y el pH de la solución de riego y drenaje, en el control básico de la fertilización.

Para dar el paso siguiente en el manejo del riego y poder mejorar la eficiencia del uso del agua en estos sistemas, es que existen desde hace mucho varios equipos que permiten determinar con más precisión la frecuencia de riego y como modificarla en función de la demanda a que está sometido el cultivo. En este sentido, hay varios sistemas de control del riego basado en alguno de los métodos ya conocidos: bandejas de demanda, tensiometría de precisión, humedad volumétrica, diferencia de peso, con los que se busca que la decisión de riego esté en función de l demanda atmosférica.

El costo de estos equipos va desde 1.500 a 4.500 US$/ha. Algunos solo interpretan la humedad del sustrato, otros integran medidores de radiación solar, pluviómetros -para medir el caudal de los emisores- y el drenaje. Ya se están usando en aquellos campos, normalmente los que llevan más tiempo produciendo en sustrato, porque se han dado cuenta de la cantidad de mano de obra que se requiere para llevar todos los registros manualmente y los errores en la toma de datos. Cuando se busca precisión en el riego y disminuir los errores de interpretación del cultivo, cuando no hay disponibilidad suficiente de personal para toma de datos de riego y drenaje, estos sistemas son una herramienta factible de implementar.

LAS DISTINTAS ALTERNATIVAS DE CONTROL

Uno de los sistemas que se han implementado es la bandeja de demanda. Consiste en una bandeja o canalón, sobre el cual se depositan normalmente dos slabs de cultivo, y en cuyo extremo hay un pequeño depósito que acumula agua de drenaje de las bolsas. La parte inferior de las bolsas están en contacto directo con este depósito por medio de una manta situada en el fondo de la bandeja. La demanda de agua (que es variable durante el día), a través del efecto combinado de la radiación, temperatura y humedad ambiental, fuerza a la planta a tomar de la solución del depósito a través de la manta, descendiendo de esta manera el nivel de agua. Este descenso es detectado por un electrodo que por medio de un controlador de nivel, emite una señal eléctrica hacia el controlador de riego.

Otra de las herramientas es el uso de sensores que miden la humedad volumétrica directo desde el sustrato. Esto permite monitorear el comportamiento de esta variable durante el día, pudiendo -a través de la frecuencia de riego y el volumen regado-, mantener el sustrato dentro de un cierto rango de humedad. Si se buscan plantas más vegetativas se busca un porcentaje de humedad mayor y que haya una variación menor entre el contenido de humedad del día anterior y el contenido antes del primer riego del día siguiente. En caso de buscar planta más generativa se va a rangos menores de humedad.

El uso de tensiómetros de mayor precisión, como el medidor de humedad volumétrica, permite dirigir las plantas hacia un tipo determinado de crecimiento. Así, al usar tensiones mayores para definir un pulso de riego, haremos a las plantas más generativas y será lo contrario al usar tensiones menores.

El riego basado en radiación es una de las formas más usadas en el mundo para definir frecuencia de riego. En esta se utiliza un piranómetro que permite medir la radiación acumulada. Cuando este parámetro llega a un umbral determinado, se activa el riego.

SE IMPONE EL USO DE FIBRA DE COCO

En la zona de Quillota, para la producción de tomate se está usando principalmente slabs de fibra de coco, con 50% chip/50% fibra, con volúmenes de 24 a 30 litros, con 6 ejes por slabs, donde se establecen ya sea 3 plantas a 2 ejes o 2 plantas a 3 ejes. De modo que se usan 4.200 a 4.500 slabs/ha.

La fibra de coco se ha impuesto sobre otros sustratos. Cual es el nombre que lleva la fibra natural del exocarpo del coco (la cáscara). Este es un desecho de la industria cosmética o alimenticia basada en el coco. El desecho se ha usado en la obtención de fibras para la producción de cuerdas, relleno de asientos de vehículos y filtros, entre otros usos. Las fibras más cortas (menos de 2 mm), y el coco más fino, desprendido de proceso de extracción de la fibra, eran desechados, pero es hoy lo que se usa principalmente como sustrato. Estas fibras finas sueles mezclarse con chip de coco, que es la cáscara de coco cortada en trozos normalmente de 1 cm de largo, sirviendo para dar mayor aireación y/o menor porcentaje de humedad aprovechable. También cuando se requiere dar mayor facilidad de drenaje. Por ejemplo, en la producción de semillas se recomienda sustratos muy aireados, ojalá con porcentajes de 30% fibra/ 70% chip de coco.

Tanto en Chile como en el mundo es cada vez más común el uso de la fibra de coco entre quienes se inician en el cultivo en sustrato o que antes usaron lana de roca. Existe experiencia, que se puede rescatar de otros países, para su manejo. Hay varias empresas que están comercializando fibra de coco en Chile, el costo del sustrato es similar al costo de fumigar el suelo. Al ser un sustrato orgánico, que presenta alta inercia térmica, a diferencia de sustratos inorgánicos como la lana de roca o la perlita, permite su uso incluso en cultivos de pleno invierno sin necesidad de calefacción. Una de las limitantes que se podrían destacar es que tiende a presentar pH más cercano a la neutralidad o alcalinos, por lo que cultivos que requieren pH de sustrato más bajo, se recomienda usar combinaciones con turba o compost de corteza de pino.

MANEJO DE TOMATE EN FIBRA DE COCO

En caso del tomate, para iniciarse en este sistema, es recomendable partir con volúmenes por planta de 4 a 4,5 litros para llegar, conforme se va teniendo más experiencia, a volúmenes de 3 litros por planta. Se reduce el volumen para bajar costos y tener mejor control del vigor del cultivo. Pero el usar volúmenes menores implica necesariamente la necesidad de controlar mejor la humedad diaria del sustrato, para adaptarla a las necesidades del cultivo. O sea, un mayor volumen de sustrato da mayor margen de error al regar.

La calidad de la fibra de coco que se elija condiciona bastante el resultado productivo. Es común encontrar fibras muy finas que retienen exceso de humedad afectando de esta manera la calidad de raíz. Se recomienda solicitar a la empresa proveedora definir las características del sustrato de coco que está ofreciendo. Es decir, describir el porcentaje de agua fácilmente disponible, capacidad de aireación, conductividad eléctrica, relación carbono/nitrógeno y si viene estabilizada y lavada.

El resultado productivo de los primeros productores, quienes han logrado aumentos de rendimiento de 20 a 30%, y mayor estabilidad productiva entre cultivos sucesivos, ha despertado el interés de otros agricultores por establecer cultivo en fibra de coco. Actualmente hay cerca de 70 ha de tomates en sustrato para consumo fresco y pimentón para semilla en la zona de Quillota. En tanto que en Arica debe haber cerca de 50 a 70 ha. Estimamos que en dos años más se llegaría a las 100 ha de invernadero con cultivo en sustrato, solo en la zona de Quillota – Limache.

Principalmente en suelos con alta carga de nematodos, con horizontes petrocálcicos a poca profundidad y en suelos con napas freáticas altas. O con el objetivo de reducir contagio con virus en el caso de la producción de semillas.

Tablas 1 y 2. Costos de implementación de un sistema de hidroponía con slabs de coco y en suelo, para el caso del cultivo de tomates.

COSTOS Y RETORNO DE LA INVERSIÓN

El período de recuperación de la inversión para el caso de tomates cultivados en invernadero en fibra de coco es de 3 a 4 años, con 12 a 15 millones de pesos por ha de rentabilidad anual. Los costos de implementación de sistema de cultivo en suelo y el sustrato se pueden ver en las tablas 1 y 2.

Recomendamos su uso principalmente en invernadero y no al aire libre, a menos que se esté en una zona con muy baja pluviometría. Los modelos tecnológicos para implementar sistemas de producción con sustrato son variables en cuanto a la inversión, de acuerdo a las expectativas de producción y rentabilidad del negocio. Como siempre se debe llegar a un equilibrio de los factores para maximizar la rentabilidad. Una escala tecnológica tentativa sería:

• Nivel básico: Uso de sustrato con volumen medio a alto por planta, implementación de sistema de riego y nutrición para riego por pulsos, control del sistema por medio de bandejas recolectoras de riego y drenaje para cálculos de porcentaje de drenaje, conductividad eléctrica y pH.

• Nivel medio: Implementación de sistemas de monitoreo automático de volumen de riego y drenaje, medición de radiación solar, riego en función de algún parámetro ambiental o de humedad de sustrato, implementación de sistemas de evacuación de la solución de drenaje para evitar su vertimiento a napas o cursos de agua, menor volumen de sustrato por planta, en hortalizas el uso de big plants para adelantar entrada en producción o partir con el cultivo antes de arrancar el anterior (ver foto).

• Nivel alto: Uso de invernaderos metálicos con sistema de ventilación automatizada, monitoreo del crecimiento de la planta y de los parámetros ambientales en línea, establecimiento de estrategias de manejo de ventilación en función de déficit de presión de vapor, uso de filtros en el polietileno que filtren rangos específicos de longitud de onda, sistemas de inyección de CO2, sistemas de calefacción y/o enfriamiento forzado.

No son juicios de valor, básico no quiere decir malo y nivel alto no quiere decir bueno. Al final, la rentabilidad de cada sistema determinará cual nivel o que elementos dentro del nivel es que cada empresa elegirá. El nivel básico incluye, según nuestra experiencia, todos los aspectos insoslayables para manejar cultivos en sustrato.

En Chile por tener una cultura menos desarrollada en el manejo de cultivos en sustrato, es común sobre dimensionar el volumen de sustrato por planta, sobre dimensionar la precipitación del sistema de riego, no contar con sistemas de monitoreo climático en línea, falta experiencia en el manejo de ventilación a través de algoritmos, no elegir el sustrato que mejor se adapte a lo que requiere la calidad de agua con que se cuenta o hacia donde se quiere llevar el cultivo.

Para dar respuesta técnica a estos problemas y porque detectamos un interés mayor por el cultivo en sustrato, es que organizamos para el mes de octubre un seminario de producción en hidroponía, donde se abordarán temas generales y específicos de la producción de hortalizas y berries en sustrato de coco. Participan conferencistas de España, Holanda e Israel. Serán dos días de conferencias en la ciudad de Olmué con expositores de altísimo nivel y experiencia a nivel productivo y académico.